(57)【要約】【課題】  本発明は、製造が容易で、工程数も少なく効率の良い、電気絶縁性の多孔質材料を用いた異方導電性シートの製造方法を提供する。また、本発明の目的は、汚染もなく電気接続信頼性に優れた異方導電性シートを提供する。【解決手段】  本発明の異方導電性シートの製造方法は、多孔質シートの少なくとも一面に、開口部を有するマスクシートを重ね合わせたのち、前記マスクシートの開放面に対し導電性材料のスパッタリング又は蒸着を施すことにより、開口部に対応した前記多孔質シートの部分のみの厚さ方向に導電性柱状体を形成することを特徴とする。又、本発明の異方導電性シートは、フッ素繊維シートの厚さ方向に導電性材料のスパッタリング又は蒸着による導電性柱状体が形成されていることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質シートの少なくとも一面に、開口部を有するマスクシートを重ね合わせたのち、前記マスクシートの開放面に対し導電性材料のスパッタリング又は蒸着を施すことにより、開口部に対応した前記多孔質シートの部分のみの厚さ方向に導電性柱状体を形成することを特徴とする異方導電性シートの製造方法。
【請求項２】
前記多孔質シートがフッ素繊維シートからなることを特徴とする請求項１に記載の異方導電性シートの製造方法。
【請求項３】
フッ素繊維シートの厚さ方向に導電性材料のスパッタリング又は蒸着による導電性柱状体が形成されていることを特徴とする異方導電性シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品とプリント回路基板の電気接続や、半導体ウェハー等の検査に使用する異方導電性シートの製造方法およびその製造方法によって得られる好適な異方導電性シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
異方導電性シートは、厚さ方向にのみ選択的に導電性を有するものであり、ハンダ付けなどの手段を用いずに容易に電気接続を達成することが可能であること、機械的な衝撃やひずみを緩和して信頼性のある接続が可能であることなどの特徴を有している。このような特徴を利用して、携帯電話、デジタルスチルカメラ、ノートパソコン等の電子機器において、ＩＣチップとプリント回路基板とを電気接続するためのコネクターとして用いられている。また、半導体ウェハーの電気的検査においては、半導体ウェハーの回路面に形成された電極パッドと、検査用回路基板の表面に形成された検査用電極との間に異方導電性シートを介在させて検査を行っている。これらの異方性導電シートには、電極とのフィット性を良好にし、電気接続信頼性を高くするために、クッション性のよい電気絶縁性の多孔質材料を用いた異方性導電性シートが広く用いられている。
【０００３】
電気絶縁性の多孔質材料を用いた異方性導電シートの製造方法の一つとして、例えば特開平１０−１４９７２２号公報に開示されている。この製造方法は、まず感光性還元剤、金属塩、ハロゲン化物イオン源、及び第２還元剤の溶液を含む感放射性組成物で多孔質材料を処理し、乾燥する。次いで電極パターンを形成するためのマスキングを施し、紫外線などの放射光に曝し、金属塩を金属核に還元する。マスキングを除去した後、感放射性組成物を洗い落とし、パラジウムや金のような金属のカチオン置換溶液に浸す。次いで導電性金属塩の溶液に浸して無電解メッキを行なう。得られたシートは、マスキングにより保護されていなかった領域が無電解メッキされ、厚さ方向にのみ導電性を有する。この製造方法は多くの工程を必要とするため、製造効率が悪くコストが大きくなるという問題がある。また、電気絶縁性の多孔質材料を用いた異方性導電シートの製造方法の別の例として、特開２００３−５９６１１公報に開示されている。該方法では、多孔質材料からなるシートの表面に所定のパターン状にマスキングした後、シンクロトン放射光やレーザー光を照射しシートの厚さ方向に空洞を貫通させる。次いで空洞の内壁をプレメッキで前処理した後、無電解銅メッキ、続いて高電流密度電気ニッケルメッキする方法を行っている。この方法もまた、複数のメッキ処理工程をとるため、複雑で製造効率が悪いという問題があった。
【０００４】
また、異方導電性シートとしては、例えば、上記特開平１０−１４９７２２号公報に多孔質基材にシリコーンのようなエラストマーを含有したものが開示されている。しかし、該異方導電性シートは、シリコーンエラストマーに低分子量のシリコーンが含まれているため、例えば、回路装置の検査に長時間使用すると、低分子量のシリコーンがブリードアウトし、回路装置の電極表面を汚染し、電気接続信頼性を悪くする。また、検査された回路装置の表面が汚染された結果、これを実装する際に、ボンディングできなかったり、所要の電気接続を達成できないという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−１４９７２２号公報
【特許文献２】特開２００３−５９６１１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来の技術における上記の問題点を改善することを目的として成されたものであって、その目的は、電気絶縁性の多孔質材料を用いて異方導電性シートを製造するにあたって、その製造が容易で、工程数も少なく効率のよい製造方法を提供することにある。更に、本発明の目的は、上記異方導電性シートの製造方法によって、汚染もなく電気接続信頼性に優れた異方導電性シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の異方導電性シートの製造方法は、多孔質シートの少なくとも一面に、開口部を有するマスクシートを重ね合わせたのち、前記マスクシートの開放面に対し導電性材料のスパッタリング又は蒸着を施すことにより、開口部に対応した前記多孔質シートの部分のみの厚さ方向に導電性柱状体を形成することを特徴とし（請求項１）、又、前記多孔質シートがフッ素繊維シートからなることを特徴とする（請求項２）。
又、本発明の異方導電性シートは、フッ素繊維シートの厚さ方向に導電性材料のスパッタリング又は蒸着による導電性柱状体が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の異方導電性シートは、上記の異方導電性シートの製造方法によるものであって、フッ素繊維シートの厚さ方向に複数の導電性柱状体が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の異方導電性シートの製造方法は、電気絶縁性の多孔質材料を用いた異方導電性シートを、容易に、且つ、工程数も少なく効率良く製造できる。また、本発明の異方導電性シートは、電子部品や検査装置等の電極とのフィット性も良好で、電気接続信頼性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の異方導電性シートの製造方法は、電気絶縁性の多孔質材料からなるシートを用いる。電気絶縁性材料を用いることにより、例えば、半導体ウェハーを検査する際に、隣合うＩＣチップの影響を受けることなく、正確な測定をすることが可能となる。また、該シートには、電極との電気接続性を高めるためのフィット性が必要であり、このため、柔軟性やクッション性のよい多孔質材料からなるシートを用いる。
【００１０】
本発明の異方導電性シートの製造方法では、複数の開口部を有するマスクを用いて、これを上記多孔質材料からなるシート上に設置する。マスクの開口部は、後工程のスパッタリング又は蒸着によって、シートの厚さ方向に導電性柱状体を形成する位置に相当するものである。該マスクは、耐熱性のあるポリマーフィルムを使用することができる。特に、ポリテトラフルオロエチレンフィルムのようなフッ素系のポリマーフィルムが好ましい。開口部は精密ドリル等の機械的手段により搾孔することが可能である。マスクの厚さは、０．０５ｍｍ〜１ｍｍ程度であればよい。また、フォトリソグラフィーで用いられる露光用マスクと同様なものを使用することもできる。露光用マスクの材質としては、例えば、モリブデン、タンタル、タングステンなどを用い、エッチング等により搾孔する。マスクは、スパッタリング又は蒸着の際に多孔質材料からなるシート上に設置されるが、スパッタリング又は蒸着による導電性柱状体の形成速度を速めるために、同時にシート下にも設置し、上下両面のマスクの間に多孔質材料からなるシートを挟んでもよい。
【００１１】
本発明において、導電性柱状体とは、マスクの開口部から、スパッタリング又は蒸着によって生じた金属粒子（蒸気）が多孔質材料中に浸入した後、該多孔質を形成している繊維等の表面に析出（結晶化）し、開口部に対応した部分の厚さ方向において、該金属析出物が多孔質シートの上面から下面まで連続して柱状に形成されたものである。従って、所望の導電性柱状体の形状、大きさ、数（密度）に合わせて、マスクの開口部の形状、大きさ、数を決定すればよい。しかしながら、得られるシートの厚さ方向の導電性を高め、面内方向の絶縁性を高めるには、マスクの開口部の大きさや開口部の数（密度）については、ある程度規制されることになる。例えば、開口部が円形の場合の開口径は、１０μｍ以上が好ましい。これ以下の場合は、厚さ方向の導電性が十分でない。また、隣り合う開口部の距離は１００μｍ以上が好ましい。これ以下の場合は、面内方向の絶縁性が十分でない。また、開口部の径をＤ１、隣り合う開口部の最近接距離をＤ２、シートの厚さをＴとしたとき、Ｄ１／Ｔ≧１／１０００が好ましい。この範囲以外の場合は厚さ方向の導電性が十分でない。また、Ｄ２／Ｔ≧１／１００が好ましい。この範囲以外の場合は面内方向の絶縁性が十分でない。
【００１２】
本発明の異方導電性シートの製造方法では、上記マスクを多孔質材料からなるシート上に設置した後、導電性材料のスパッタリング又は蒸着を行なう。このスパッタリング又は蒸着処理によって、マスクの開口部分においてのみ、シートの厚さ方向に導電性柱状体が形成される。スパッタリング又は蒸着のターゲット材料としては、導電性のものであれば特に限定されるものではなく、ニッケル、銅、金、銀、パラジウム、鉄、アルミニウム、あるいはそれらの合金などが挙げられる。スパッタリング又は蒸着の条件は、ターゲット材料、多孔質シートの厚さ、孔径、気孔率により適宜調整される。スパッタリング又は蒸着の工程後は、窒素気流下で熱アニ−ル処理される。
【００１３】
本発明において、多孔質材料からなるシートとしては、綿、シリコーン、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリウレタンなどのポリマー、フッ素系ポリマーの織布、不織布または多孔質フィルムなどの形態が考えられる。樹脂の種類としては、機械的強度や電気的特性の観点から、また、半導体ウェハーの検査用途では１５０〜２００℃の耐熱性も要求されるため、フッ素置換したポリマーが好ましい。フッ素置換したポリマーとしては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレンとポリエステルの共重合体、ポリテトラフルオロエチレンとフッ化エチレン−プロピレンの共重合体などがある。
【００１４】
本発明において、上記フッ素置換したポリマーを多孔質体としたものとしては、フッ素置換したポリマーの繊維を湿式抄紙して得られるフッ素繊維シートが、柔軟性やクッション性が良好な点から好ましい。特に、ポリテトラフルオロエチレンの繊維からなるシートがより好ましい。該フッ素置換したポリマーの繊維の直径および長さは、特に限定されるものではないが、直径は１μｍ〜５０μｍ、好ましくは１０μｍ〜４５μｍ、長さは０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜６ｍｍのものを用いる。また、より強いシートを得るために該繊維は、一般的な叩解機によってフィブリル化して用いてもよい。該繊維を固形分濃度が０．５％以下になるように濃度調整し、長網式、短網式、円網式、傾斜式などの湿式抄紙機に適用し、連続したワイヤーメッシュ状の脱水パートで脱水して、多筒式やヤンキー式ドライヤー等の乾燥パートを通し、次いで熱処理をすることによってフッ素繊維シートを得ることができる。フッ素繊維シートには、ガラス繊維やカーボン繊維が混抄されていてもよい。
【００１５】
本発明において、フッ素繊維シートの厚さとしては、シートの柔軟性やクッション性を保つことができ、且つ、形成される異方導電性シートの電気特性の面から５０〜５００μｍが好ましい。シートの気孔率としては、シート強度を保ち、且つ、スパッタリング又は蒸着による導電性柱状体を形成し易くするために、４０〜７５％が好ましい。また、シートの孔径としては、シートの強度の面、および導電性柱状体の電気接続信頼性の面から平均孔径１μｍ〜６０μｍ、最大孔径２５０μｍ以下が好ましい。
【００１６】
本発明の異方導電性シートは、上記のフッ素繊維シートを用い、上述の本発明の異方導電シートの製造方法によって得ることができる。該異方導電性シートは、フッ素繊維シートの厚さ方向に複数の導電性柱状体が形成されているので、電気接続信頼性に優れ、電子部品とプリント回路基板の電気接続や、半導体ウェハー等の検査用に好適に用いることができる。また、フッ素繊維シートを用いているので、シリコーンエラストマーを用いたときのような低分子量成分のブリードアウトが生じることもない。
【００１７】
以下、さらに本発明の実施例を以って説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００１８】
電気絶縁性の多孔質材料からなるシートとして、１０ｍｍ×１０ｍｍで厚さ１２５μｍのフッ素繊維シート（繊維径１５μｍ、繊維長６ｍｍのポリテトラフルオロエチレン繊維使用、気孔率６４％、平均孔径４２μｍ、最大孔径１５０μｍ）を、マスクとして、１０ｍｍ×１０ｍｍで１００μｍ厚さのポリテトラフルオロエチレンフィルムの対角線上の中心から３．５ｍｍの位置に１ｍｍφの円形の孔を総計４個設けたものを準備した。上記フッ素繊維シートの上に上記マスクを静置した状態で、スパッタリングのターゲットとして平板型のＣｕ−１２．３ａｔ％Ａｌ合金（バルク抵抗：９．８μΩ・ｃｍ）を用いて、アルゴンガス圧力１Ｐａ、基板温度は室温の条件下で、スパッタリングを行なった。スパッタリングの進行とともに、マスクの搾孔部からフッ素繊維シートに浸入したＣｕ−Ａｌはシート表面に析出し、導電性柱状体を形成する。同時に、マスクの搾孔部以外の部分にはＣｕ−Ａｌ膜が形成される。このＣｕ−Ａｌ膜の形成厚さによって、スパッタリングの進行度を評価することができる。この膜厚が３０μｍに達したときにスパッタリング処理を終了し、取り出したスパッタリング処理済のフッ素繊維シートを、窒素気流下で２００℃１時間の熱処理を行ない、本発明の異方導電性シートを得た。
【００１９】
実施例の異方導電性シートの抵抗値を測定した。その結果、導電性柱状体が形成された厚さ方向の抵抗値は１００ｍΩ、面内方向の表面抵抗値は１００ＭΩ・ｃｍ□以上であり、異方導電性シートの性能を達成していることが確認された。また、実施例の異方導電性シートを半導体ウェハーの回路表面に設置し、１５０℃で１６８時間放置した後でも、半導体ウェハーの表面を低分子量成分等による汚染はみられなかった。